關于電源插座檢驗中爬電距離檢驗方法的分析應用

張又珺，李嘉

（許昌開普檢測研究院股份有限公司, 河南 許昌461000）

1 引言

電源插座是人們工作、生活中不可或缺的電器產品。爬電距離是電源插座檢驗中重要的安全檢驗項目。論文結合檢驗經(jīng)驗就爬電距離檢驗方法在電源插座中的應用進行分析。

2 術語定義

爬電距離：不同電位的兩個導電部件之間沿著絕緣材料表面的最短距離[1]。

3 樣品說明

如圖1。

①樣品為常見兩孔電源插座，L、N 為插座兩個電極銅件，筋1、筋2 及面板為絕緣件，虛線框內為筋1。

②樣品在海拔2000m 以下使用，污染等級為2；

③樣品額定電壓220V，頻率50Hz；

④所有帶電部件均按加強絕緣考慮。

4 檢驗工具

圖1 電源插座俯視圖

游標卡尺及電子顯微鏡。游標卡尺用于測量電極、筋的長、寬、高數(shù)據(jù)，電子顯微鏡用于測量與面板平行的平面上任意兩點的橫縱坐標。

5 檢驗方法

圖1 中，L1和L2分別為L、N 電極與筋左右兩壁外側的最小距離。根據(jù)GB 14598.27—2008《量度繼電器和保護裝置 第27 部分：產品安全要求》（以下簡稱《GB 14598.27—2008》）表E.1，由于被測樣品污染等級為2，故電極與筋左右兩壁外側之間的距離最小值X=1.0mm[2]。若L1和L2小于1.0mm，則L、N電極的爬電路徑分為經(jīng)面板表面和不經(jīng)面板表面兩種情況，實際的爬電距離取兩種情況的最小值。若L1和L2大于等于1.0mm，則L、N 電極的爬電路徑必經(jīng)面板表面。

①L1和L2小于1.0mm

第一，L、N 電極的爬電路徑不經(jīng)面板表面。

L 極右壁在面板投影的兩個頂點記為A、B，U、V 是N 極左壁在面板投影的兩個頂點。筋1 左右壁外側在面板投影的兩個頂點記為Y、Z，筋2 左右壁外側在面板投影的四個頂點記為C、D、R、S，OC、RT、MD、NS 相等，均等于筋2 的厚度。作AB 的平行線與其相距1.0mm，該平行線與CD 相交于F 點，過F 點作FE 垂直于AB。以B 點為圓心，1.0mm 為半徑作圓與CD 相交于P、Q 兩點。AE 上所有點（E 點除外）與YC、CD 上各點的距離均大于1mm，僅EB 之間的點可以通過空氣到達CD，EB 上的點通過空氣到達CD 的路徑在BEFQ 區(qū)域內。EF=BQ=1.0mm，測量得FC＜QD，由于爬電距離是最小值，所以L、N極之間爬電路徑經(jīng)過F 點而不經(jīng)過MNSD。由于樣品的對稱性，可以作出XW 垂直于UV 且XW 為1.0mm。

經(jīng)分析及實測得，L、N 極之間爬電路徑為EF=＞FC=＞CR=＞RW=＞W(wǎng)X，爬電距離是EF+FC+CR+RW+WX。

第二，L、N 電極的爬電路徑經(jīng)面板表面。

圖2 爬電距離路徑俯視圖

圖2 中各點均位于面板上，從圖2 分析，L 極在面板上的投影HE 段與N 極的爬電路徑PCre_HE。通過上文可知FC＜QD，故FC＜FD，因此，PCre_HE的投影不經(jīng)過MNSD 區(qū)域。若PCre_HE的投影經(jīng)過OTWF 區(qū)域PCre_HE經(jīng)過筋2 左右壁內側高度Hj2，由于Hj2＞FC，故PCre_HE的投影不經(jīng)過OTWF 區(qū)域。因此，PCre_HE的投影必經(jīng)CRTO 區(qū)域。由于OH 垂直于HE，所以PCre_HE必經(jīng)OH。由于CR 是筋1、筋2 交界面的投影，如果PCre_HE的投影不經(jīng)CR，則PCre_HE必經(jīng)筋2 左右壁外側高度Hj2，由上文可知OC＜Hj2-Hj1，故OC＜Hj2。C′、R′與C、R 均位于筋1、筋2 交界面，且C′、R′距離面板的高度均為Hj1，C′R′=CR，因此，PCre_HE必經(jīng)C′R′及OC。通過對PCre_HE的分析不難得知PCre_HJ（L 極上HJ 段與N 極的爬電路徑，J、C、R、J′四點共線）必經(jīng)C’R’，由于CI 垂直于HJ，故PCre_HJ必經(jīng)CI。由于OC+OH＞CH＞IC，且HJ 與EH 等電位，故PCre_EJ（L極上EJ 段與N 極的爬電路徑）必經(jīng)IC、C′R′，因此，PCre_EJ為IC=＞CC′=＞C′R′=＞R′R=＞RZ，PCre_EJ長度應為IC+2Hj1+CR+RZ。K為AJ 間任意一點（不含A、J），K 點到達N 極的爬電路徑如果不經(jīng)C′R′，則應為沿虛線方向到達N 極，此時需經(jīng)過筋1 的左右壁內側，長度為KY+4Hj1。從圖中可見KY＞JC+CR+RJ′＞IC+CR+RZ，故KY+4Hj1＞IC+2Hj1+CR+RZ，由于J、K 點等電位，故PCre_EK（L 極上EK 段與N 極的爬電路徑）為IC=＞CC′=＞C′R′=＞R′R=＞RZ，爬電距離是IC+Hj1+CR+Hj1+RZ。從圖2 可見，A 點可以通過路徑AU 到N 極，路徑長度為AU；B 點可以通過路徑BD=＞DS=＞SV 到N 極，路徑長度為BD+DS+SV。因此，L 極與N 極間的爬電距離應為IC+Hj1+CR+Hj1+RZ、AU、BD+DS+SV 中的最小值。通過測量比較，IC+Hj1+CR+Hj1+RZ 最小。

②L1和L2大于等于1.0mm

該情形符合《GB 14598.27—2008》附錄E 的例10。分析及檢驗方法同上。

6 結語

爬電距離是電源插座電氣安全檢驗中常見而重要的檢驗項目，本文通過對電源插座案例中的各種可能路徑的分析，加深了檢驗人員對爬電距離概念的理解，同時對其在檢驗爬電距離的方法上具有重要的參考意義。